Для Андрея Чикатило время, проведенное в тюрьме, стало своего рода очищением. После ареста и чудесного освобождения он чувствовал себя свободным предаваться тому, чего желал больше всего — охоте на молодых и невинных жертв. Хотя он и сокрушался о потере своего партийного статуса, новая работа открывала перед ним множество новых горизонтов, что с лихвой это компенсировало.
Бóльшую часть 1986 года он провел в разъездах по стране, закупая путевки для своего работодателя, и отметил свое пятидесятилетие 16 октября. Если он и убивал в этот период, то оставался вне поля зрения следственной группы. Все изменилось в мае 1987 года во время поездки в город Ревду на Урале, где он убил тринадцатилетнего мальчика, заманив его с железнодорожного вокзала.
В июле очередная командировка в Запорожье на Украине закончилась убийством другого мальчика, за которым он последовал в лес. Нападение было настолько жестоким, что часть лезвия его ножа сломалась и была позже обнаружена полицией на месте преступления. Еще одна поездка в Ленинград в сентябре привела к смерти очередного мальчика.
Пока Чикатило продолжал путешествовать и убивать, полицейское расследование набирало обороты. В 1985 году Исса Костоев, начальник управления по борьбе с насильственными преступлениями МВД СССР, неофициально именуемого «отделом по поиску убийц», взял дело под личный контроль и реорганизовал своих следователей в три группы. Одна группа сосредоточилась на Шахтах, другая — на Ростове, а третья — на Новошахтинске. Его стратегия была простой: расследовать каждое убийство систематически, фокусируясь на прилегающих территориях.
Все, кто был судим за преступления на сексуальной почве, включая тех, кто все еще находился под стражей, были подвергнуты тщательной проверке. Все известные гомосексуалы были арестованы и допрошены. Сексопатологов попросили предоставить списки своих пациентов для изучения, как и врачей-венерологов.
Последние были добавлены после того, как патологоанатомы обнаружили лобковых вшей у одной из жертв. Все железнодорожники, как гражданские, так и военные, были проверены на предмет несоответствий в рабочих привычках и перемещениях. За каждым ночным клубом и порнографическим видеомагазином в трех районах было установлено наблюдение в надежде, что убийца может быть их постоянным посетителем. Костоев оставил без внимания ни малейшей возможности в поисках убийцы, вплоть до проверки бывших сотрудников полиции, уволенных за недостойное поведение.
С годами следователи собрали достаточно информации, чтобы отделить убийства в «Лесополосе» от тысяч других подобных дел. Медленно, но верно начали поступать сообщения о новых убийствах в близлежащих регионах. Два таких убийства были зафиксированы даже в Ташкенте, столице Узбекистана. Изначально ташкентская милиция не стала включать одну из жертв в список, так как ее тело было сильно изуродовано, и они предположили, что ее переехала уборочная машина.
Примерно в декабре 1985 года Бураков и Костоев организовали патрулирование всех поездов в трех ключевых районах силами милиционеров в штатском и «дружинников» — добровольных народных дружинников. Их инструкцией было останавливать и проверять документы у всех, кто выглядел подозрительно. Кроме того, армейские вертолеты использовались для патрулирования железнодорожных путей и прилегающих лесов с воздуха. Это повышенное внимание, возможно, и заставило Чикатило прекратить свою деятельность почти на два года.
Какой бы ни была причина, позже следователи с изумлением узнали, что Чикатило, как внештатный сотрудник МВД, помогал милиции патрулировать поезда в поисках «убийцы». Вооружившись знанием о том, что расследование сфокусировано лишь на трех районах, он возобновил убийства в местах, удаленных от них.